一種ofdm接收機幅相偏差校正方法
2023-05-13 14:18:21
專利名稱：一種ofdm接收機幅相偏差校正方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)才妄收才幾幅相偏差才交正方法。
背景技術：
在基於正交頻分復用OFDM技術的無線通信系統的零中頻接收機中，如 基於IEEE802.11a或HiperLAN2標準的寬帶無線區域網通信系統中，由於在 射頻接收機電路中本地振蕩器產生的I路和Q路的信號不能保持是完全正交的 從而會產生I、 Q兩路不平衡相位偏差，同樣I路和Q路的信號分別經過的濾 波器和放大電路的增益也不能保持是完全相同，因而會產生I、 Q兩路不平衡 的幅度偏差。在零中頻接收機中這種幅相不平衡偏差將嚴重影響系統的功能。 包含幅相偏差的接收信號可以用下式表示
-爛-0 _畫x(yt)
乂W-匿順
寫成方程為
其中U和化r分別為幅度偏差，x("、 j("為接收的理想信號，x'("、 /("為
接收到帶偏差的信號。
目前，幅相偏差的4企測方法， 一般存在以下兩個明顯的問題(l)在射頻 前端加幅相偏差不平衡檢測電路，該方法分別在發射機和接收機端增加幅相偏 差的檢測和修正電路，然後利用單載波的正弦或餘弦信號測試和修正射頻前端 本振引起的幅相偏差，但是這種方法需要增加射頻電路的規模和實現複雜度； (2)在基帶採用自適應濾波器的算法，該算法首先利用已知的訓練符號計算 濾波器的係數，然後用濾波器來消除由幅相偏差引起的鏡像頻率幹擾信號，但 是這種方法計算量大，實現電路設計複雜。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種OFDM接收機幅相偏差校正方法，具有運 算簡單計算量少的特點，使得電路規模小、功耗低。
本發明的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其中，OFDM接收機基帶將 接收到的導頻信號的I路和Q路進行相應的統計運算估計幅度偏差和相位偏 差，然後利用估計出來的幅度偏差和相位偏差進行幅度偏差和相位偏差的補 償。
其中，所述將接收到的導頻信號的I路和Q路進行相應的統計運算估計幅 度偏差t和相位偏差l,，包括下列步驟
步驟A:分別統計計算接收導頻信號的I路、Q路信號絕對值的累加和&、
步驟B:統計計算導頻信號I路和Q路信號乘積&,e;
步驟C:統計計算接收導頻信號的I路信號平方累加和
步驟D:用所述步驟A中的Q路信號絕對值的累加和Se除以I路信號絕
對值的累加和&，得到幅度偏差估計值1/、,=&;用所述步驟B中的得到接
收導頻信號的Ii 各信號平方累加和&,/除以接收導頻信號的I路信號平方累加 和&，/，得到相位偏差估計值4=^。
其中，所述步驟A中，導頻信號I路信號絕對值的累加和&的統計計算 公式為
其中，？("為接收到的帶偏差的信號。
其中，所述步驟A中，導頻信號Q路信號絕對值的累加和&的統計計算 公式為
其中，乂("為接收到的帶偏差的信號。其中，所述步驟B中，導頻信號l路和Q路信號乘積&，g的統計計算公式
為
AM
s,,e=2>'("'y("]
A:=0
其中 其中
、 為接收到的帶偏差的信號。
所述步驟C中，導頻信號的I路信號平方累加和5W的統計計算公
式為:
"0
其中 其中
x'("、 /(A:)為接收到的帶偏差的信號。
所述利用估計出來的幅度偏差和相位偏差進行幅度偏差和相位偏差
的補償計算公式為
凡
T7
《一
其中，x"("、 /("是補償後的信號。
本發明的有益效果是依照本發明的OFDM "I妄收^U幅相偏差校正方法， 由於採用了導頻信號的統計特性計算幅度和相位偏差具有運算簡單計算量少 的特點，因而可獲得電路設計、使用上的優勢，即電路規模小、功耗低。
圖1是利用長訓練符號進行頻幅相偏差檢測和補償的示意圖； 圖2是幅相偏差4企測和實現方法示意圖。
具體實施例方式
以下，參考附圖1 2詳細描述本發明的OFDM接收機幅相偏差校正方法。 本發明的核心思想是OFDM接收機基帶將接收到的信號通過I路和Q 路的統計運算估計幅度偏差^和相位偏差l ,然後利用估計出來的、,和 來進行幅度偏差和相位偏差的補償。其中，本發明的適用於正EE802.11a、 正EE802.11g和IEEE802.16d的OFDM無線通4言系統。 具體地，該方法包括如下步驟步驟100:當接收機接收到導頻符號後，利用導頻符號計算接收導頻信號 的I路信號絕對值的累加和為
步驟200:計算接收導頻信號的Q路信號絕對值的累加和為
formula see original document page 7
步驟300:計算接收導頻信號的I路和Q路信號乘積的累加和為
formula see original document page 7
步驟400:計算接收導頻信號的I路信號平方累加和為
formula see original document page 7
步驟500:利用公式(1)式和公式(2)相除可以得到幅度偏差估計值為
formula see original document page 7
步驟600:利用公式(3)式和公式(4)相除可以得到相位偏差估計值為
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根據現有技術可知，接收到的補償信號為
formula see original document page 7
將公式(7)展開後寫成方程形式為:
formula see original document page 7
根據經驗I路Q路不平衡的相位偏差一般小於W，因此，得到如下公式:
formula see original document page 7分別把幅相偏差的估計值和l帶入公式(8)，補償後的信號為
< M (10)
、 U
其中，/("是補償後的信號，公式(5)計算的是幅度不平衡誤差的 倒數，因此在算式(10)的補償中可以直接乘法運算代替一個除法運算，這樣可
以減少硬體電路設計的規模。
對於基於正EE802.11a或HiperLAN2標準的寬帶無線區域網通信系統， 圖1為利用長訓練符號進行頻幅相偏差檢測和補償的示意圖；如圖l所示，由 IO個長度為16個時鐘的短序列(Short Preamble )、 2個長度為64個時鐘的長 序列(LSI和LS2)、長度為32個釆樣的間隔序列(GI)以及信號和數據等 組成。在接收端，要用長序列進行I、 Q兩路幅相不平衡檢測和補償。根據長 序列LS1(LS2)的統計特性，按照上述算法，可以用如圖1所示的時序圖來實 現。圖2是幅相偏差才企測和實現方法示意圖。在實際電路的實現上可以有以輸 入信號統計運算為特徵的數字電路裝置。
綜上所述，依照本發明的OFDM接收機幅相偏差校正方法，由於釆用了 上述方案即釆用導頻信號的統計特性計算幅度和相位偏差具有運算簡單計算 量少的特點，因而可獲得電路設計、使用上的優勢，即電路規模小、功耗低等。
以上是為了使本領域普通技術人員理解本發明，而對本發明所進行的詳細 描述，但可以想到，在不脫離本發明的權利要求所涵蓋的範圍內還可以做出其 它的變化和修改，這些變化和修改均在本發明的保護範圍內。
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權利要求
1.一種OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於，OFDM接收機基帶將接收到的導頻信號的I路和Q路進行相應的統計運算估計幅度偏差和相位偏差，然後利用估計出來的幅度偏差和相位偏差進行幅度偏差和相位偏差的補償。
2. 如權利要求1所述的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於， 所述將接收到的導頻信號的I路和Q路進行相應的統計運算估計幅度偏差^ 和相位偏差％ _，包括下列步驟步驟A:分別統計計算接收導頻信號的I路、Q路信號絕對值的累加和&、步驟B:統計計算導頻信號I路和Q路信號乘積&,e;步驟C:統計計算接收導頻信號的I路信號平方累加和步驟D:用所述步驟A中的Q路信號絕對值的累加和&除以I路信號絕對值的累加和&,得到幅度偏差估計值l/、,i;用所述步驟B中的得到接收導頻信號的I路信號平方累加和,除以接收導頻信號的I路信號平方累加 和&，/，得到相位偏差估計值^=~。
3. 如權利要求2所述的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於， 所述步驟A中，導頻信號I路信號絕對值的累加和&的統計計算公式為其中，x'("為接收到的帶偏差的信號。
4. 如權利要求3所述的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於， 所述步驟A中，導頻信號Q路信號絕對值的累加和&的統計計算公式為其中，；/("為接收到的帶偏差的信號。
5.如權利要求4所述的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於， 所述步驟B中，導頻信號I路和Q路信號乘積&,e的統計計算公式為其中，爛、/(yfc)為接收到的帶偏差的信號。
6.如權利要求5所述的OFDM接收機幅相偏差糹交正方法，其特徵在於， 所述步驟C中，導頻信號的I路信號平方累加和&,/的統計計算公式為4=0其中，爛、/W為接收到的帶偏差的信號。
7.如權利要求6所述的OFDM接收機幅相偏差校正方法，其特徵在於， 所述利用估計出來的幅度偏差和相位偏差進行幅度偏差和相位偏差的補償計算公式為屍 其中，y'("、 /("是補償後的信號,
全文摘要
本發明提供一種OFDM接收機幅相偏差校正方法，其中，OFDM接收機基帶將接收到的導頻信號的I路和Q路進行相應的統計運算估計幅度偏差和相位偏差，然後利用估計出來的幅度偏差和相位偏差進行幅度偏差和相位偏差的補償。由於本發明採用了導頻信號的統計特性計算幅度和相位偏差具有運算簡單計算量少的特點，因而可獲得電路設計、使用上的優勢，即電路規模小、功耗低。
文檔編號H04L27/26GK101582872SQ20081010671
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月15日 優先權日2008年5月15日
發明者吳南健, 壽國梁, 郝學飛 申請人:北京六合萬通微電子技術股份有限公司